Elektrotechnische Rundschau

• Bandzählung: 11.1893/94
• Erscheinungsdatum: 1894
• Sprache: Deutsch
• Signatur: Mag:A434
• Vorlage: Universitätsbibliothek Chemnitz
• Digitalisat: Universitätsbibliothek Chemnitz
• Digitalisat: SLUB Dresden
• Rechtehinweis: Public Domain Mark 1.0
• URN: urn:nbn:de:bsz:14-db-id507861434-189400000
• PURL: http://digital.slub-dresden.de/id507861434-18940000
• OAI: oai:de:slub-dresden:db:id-507861434-18940000
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• Sammlungen: Projekt: Bestände der Universitätsbibliothek Chemnitz
• Strukturtyp: Band

• Digitalisat: SLUB Dresden
• Strukturtyp: Ausgabe

„ELEKTROTECHNISCHE RUNDSCHAU. No. 16. 1893/94. 140 XI. Jahrgang. der Strom ein Wechselstrom, so setzt uns die Endtemperatur oder die Verlängerung des Drahtes in den Stand, das mittlere Quadrat der Stromstärke zu messen. Wenn andererseits zwei Leiter, von denen der eine fest, der andere be weglich ist, von demselben elektrischen Strom durchflossen werden, so findet zwischen ihnen eine elektrodynamische Abstoßung oder Anziehung statt, welche von dem magnetischen Felde herrührt, das um jeden entsteht. Auch diese Wirkung ist ein Maß für das mittlere Quadrat der Stromstärke; denn in jedem Augenblicke ist dio zwischen den Leitern wirkende Kraft proportional dem Quadrate des sie durchfließenden Stromes, uud avenn der Strom von Moment zu Moment sich ändert, ist der durchschnittliche Wert dieser Kraft ein Maß für das mittlere Quadrat der Stromstärke. Wir können deßhalb eine der beiden physikalischen Wirkungen, die Erwärmung eines Drahtes durch einen Strom, oder die gegenseitige Anziehung oder Abstoßung zweier von demselben Strome durchflossenen Leiter zum Messen des mittleren Quadrates der Stärke eines periodischen Stromes gebrauchen. Nach diesen Auseinandersetzungen ist es jetzt möglich anzugeben, was wir unter einem Wechselstrom von einem Ampere verstehen. Ein Gleichstrom von 1 Ampere wurde von dem Board of Trade Commitee als ein unveränderlicher Strom von Elektrizität definiert, welcher beim Durchgang durch eine Silbersalz lösung 0,001118 g Silber per Sekunde, oder 4,9248 g per Stunde ausscheidet. Ein alternierender Strom von 1 Ampere kann jedoch durch eine solche elektro-chemische Wirkung nicht gemessen werden, sondern ist definiert, wie folgt: Unter einem Wechselstrom von 1 Ampere versteht man einen periodischen Strom, welcher beim Durchfließen eines Leiters diesen auf die nämliche konstante Endtemperatur bringt, wie es ein unveränderlicher Strom von 1 Ampere tliun würde, wenn er den Leiter unter den nämlichen Bedingungen durchflösse. Ein Wechselstrom von 1 Ampere ist somit ein solcher, dessen Quadratwurzel aus | dem mittleren Quadrate der Stromstärke dieselbe Wirkung hervorbringt, z. B. dieselbe Wärmemenge erzeugt, wie ein Gleichstrom von 1 Ampere, vorausgesetzt, daß die augenblicklichen Werte in Bruchteilen oder Vielfachen eines Ampere gemessen sind, Figur 2 stellt ein Instrument dar, das zur Messung der Ausdehnung eines 11 : » •'/ Fig. 2. Drahtes dienen kann. Es besteht aus einem Holzgestell A B mit einem veiv schiebbaren Stabe a auf der einen Seite, welche durch eine einer Feder entgegen wirkende Mikrometerschraube M festgehalten wird, und mit einem System von Hebeln c, d, e auf der anderen Seite; letzteres wirkt auf einen Spiegel m, welcher einen Lichtstrahl auf- einen Schirm reflektiert. Der Mikrometerstab und das Hebelsystem sind durch einen äusse”st feinen Kupferdraht w von ungefähr 40 cm Länge verbunden. Beim Durchgang eines kontinuierlichen elektrischen Stromes durch den Draht ändert der Lichtfleck auf dem Schirme seine Lage, wodurch er anzeigt, daß sich der Draht verlängert hat, Ich kann dann mittels der Schraube M den Lichtfleck in seine alte Lage zurückbringen, wodurch sich die erfolgte Verlängerung des Drahtes und damit seine mittlere Temperatur messen läßt. Führe ich dasselbe Experiment mit einem Wechelstrome aus, welcher so reguliert ist, daß er die nämliche Ausdehnung des Drahtes giebt, so habe ich jetzt zweifellos durch den Draht einen Wechselstrom geleitet, dessen Quadratwurzel aus dem mittleren Quadrate der Stromstärke gleich der Stärke des Gleichstroms ist. Das Elektrodynamometer, welches ebenfalls zum Messen von Wechselströmen dient, ist ein Instrument, welches gewöhnlich aus zwei Drahtspulen, einer fest stehenden und einer beweglichen, besteht. Die Windungen beider stehen in der Ruhelage aufeinander senkrecht. Wenn nun ein und derselbe Strom beide Spulen durchfließt, so hat die bewegliche Spule das Bestreben, sich so zu drehen, daß die Windungen beider Spulen einander parallel werden. Durch Drehen des Aufhängedrahtes können wir die Spulen in ihre frühere Stellung zurückbringen, und die Größe der Drehung ist ein Maß für das mittlere Quadrat der Stärke des die Spulen durchfließenden Stromes; denn weil der Strom beide Spulen durch läuft, so ist die Wirkung dem Quadrat der Stromstärke proportional. Wenn nun der Strom von Moment zu Moment sich ändert, so ändert sich die Kraft, welche erforderlich ist, die bewegliche Spule in einer gegebenen Stellung fest zuhalten, wie das mittlere Quadrat der Stärke des periodischen Stromes. Bei der Besprechung des Elektrodynamometers will ich noch eine That- sache erwähnen, welche von praktischem Werte ist. Wir wissen nämlich, daß eine Kupferplatte, welche man vor einen alternierenden Elektromagnet hält, von diesem abgestoßen wird, und ebenso, daß eine solche Platte, wenn man sie in die Nähe der beweglichen Spule eines Dynamometers hält, die bewegliche Spule abstößt, wenn letztere von einem Wechselstrom durchflossen wird. Ich werde später den praktischen Wert dieser Erscheinung erklären. Bevor ich auf die verschiedenen Klassen der in der Praxis vorkommenden Instrumente, welche auf den soeben auseinandergesetzten Prinzipien beruhen, im einzelnen eingehe, dürfte es sich empfehlen, hier eine kurze Einteilung der elektrischen Meßinstrumente überhaupt anzuführen. Die folgende Tabelle wird darthun, daß dieselben in sechs Abteilungen, je nach der Art der Größen, zu deren Messung dieselben bestimmt sind, eingeteilt werden können. Man kann sie auch in fünf Klassen unterscheiden, je nach dem besonderen physikalischen Prinzip, auf dem das Instrument beruht. Natürlich läßt sich nicht jede der mannigfaltigen bis jetzt gebauten Varietäten solcher Apparate in diese Tabelle einreihen. Instrumente, welche wirklich ausgeführt wurden, sind in der Tabelle mit einem Sternchen bezeichnet. Das Instrument dient als Das Prinzip des Instrumentes ist elektro dynamisch elektro magnetisch elektro- thermisch elektro chemisch elektro statisch Amperemeter od. Stromstärkemesser .... * * * Voltmeter od. Spannungsmesser * * * * Ohmmeter od. Widerstandsmesser * Coulombmeter od. Quantitätsmesser .... * Ergmeter od. Energiemesser * * Wattmeter od. Effektenmesser $ ♦ Bei den Instrumenten der ersten Klasse, also denen, welche auf elektro dynamischer Kraft beruhen, will ich mit der Beschreibung der Stromwagen von Lord Kelvin beginnen. Kurz gesagt können dieselben als Elektrodynamo meter mit vier feststehenden Spulen bezeichnet werden, um welche oder zwischen welchen zwei an einem Wagebalken befestigte bewegliche Spulen angebracht sind. Bei diesen Instrumenten ist besonders die Art und Weise zu betonen, wie der Wagebalken, welcher die beweglichen Spulen trägt, aufgehängt ist, um letzteren eine freie Bewegung zu gestatten, und wie die Zu- und Bückleitung des Stromes der beweglichen Spulen bewerkstelligt wird. Lord Kelvin löste dieses Problem durch die sinnreiche Anordnung der Aufhängung des Wagebalkens an einer großen Zahl von ganz dünnen Kupferdrähten. Diese biegsamen Kupfer fäden sind an dem einen Ende an einem Paar feststehender Kupferzapfen und an dem anderen Ende an Kupferhaken befestigt, welche an dem Wagebalken an gebracht sind. Wenn der Wagebalken im Gleichgewicht ist, nehmen die be weglichen Spulen eine gewisse Stellung zwischen den festen Spulen ein; die Verbindungen sind dabei derart, daß der Strom sämtliche Spulen hintereinander durchfließt. Bei Stromschluß treten dann Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen den festen und beweglichen Spulen auf, und der Wagebalken verläßt die Gleichsgewiehtslage. Durch Verschieben eines Laufgewichtes auf einer an dem Wagebalken angebrachten Schiene läßt sich wieder Gleichgewicht herstellen, und dann wird die Stellung des Gewichtes an einer Skala abgelesen. Aus den oben angegebenen Gründen ist die zur Erhaltung des Balkens im Gleichgewicht erforderliche Kraft proportional dem Quadrate der Stromstärke und deshalb kann der Balken so graduiert werden, daß man die Stromstärke direkt ab lesen kann. Ebenso folgt aus dem früheren, daß bei dem Gebrauche solcher Wagen für Wechselströme jede Nachbarschaft irgend eines Metallstückes bei den Spulen zu vermeiden ist. Aus diesem Grunde stellt man das Fußgestell der Wage aus Schiefer her und windet die Spulen entweder auf Schiefer- oder Porzellanhülsen oder sonst ein nichtleitendes Material. Die Wage wird für den Gebrauch mittels eines konstanten Stromes geaicht und eignet sich dann zur Benützung bei Wechselströmen. Lord Kelvin hat eine ganze Reihe solcher Instrumente ange geben, welche sich zum Messen von Strömen von 0.001 bis 1000 Ampere eignen und jedes Instrument hat eine Teilung von ungefähr 1 bis 100. Das Elektrodynamometer von Siemens (Figur 3a) enthält eine fest stehende und eine bewegliche Spule, welche beide von dem zu messenden Strome durchflossen werden. Der Ein- und Austritt des Stromes in die bewegliche Spule geschieht mittels Quecksilbernäpfe, und die Einstellung der beweglichen Spule nach einer Bewegung durch den Strom in ihre Normalstellung durch die Torsion einer elastischen Feder. Fig. 3a. Ein anderes Elektrodynamometer, das auf einem etwas verschiedenen Prinzipe beruht, wie die erwähnten, habe ich vor vielen Jahren erdacht; das selbe beruht auf dem Prinzipe der Abstoßung einer Kupferscheibe durch einen Wechselstrom. Es enthält eine feststehende Drahtspule,, welche von dem zu messenden Strome durchflossen wird. Im Innern der Drahtspule befindet sich eine kleine Kupferscheibe, welche an einem feinen Drahte aufgehängt ist. Die Scheibe wird so angeordnet, daß ihre Ebene in der Normalstellung einen Winkel von 45° mit der Achse der Spule einschließt. Schickt man dann einen Wechsel-